Studio analitico degli intonaci, dei materiali pittorici e degli altri elementi decorativi: anno 2012
Le indagini con la microcamera (Dino-Lite Digital Microscope) sono un modo rapido per ottenere delle immagini digitali della superficie esaminata, con ingrandimenti compresi generalmente tra 20 e 200 volte. Le immagini sono acquisibili velocemente e rimangono salvate su PC per la successiva elaborazione. Usando tali apparati si evitano cavalletti supporti e altri dispositivi ingombranti, in quanto di norma e’ possibile poggiare direttamente l’apparato – dotato di proprio sistema di illuminazione- sulla superficie.
Le immagino sono molto utili per esaminare lo stato di conservazione della superficie, la presenza di sottili fratture, di depositi superficiali, di piccoli fenomeni di corrosione e degrado.
Ne riscontriamo un esempio nella foto che segue.
la foto mostra un momento delle indagini su dipinti presentanti un degrado costituito da zone con piccole alterazioni dovute a cadute di colore. La foto ottenuta con la microcamera permette di evidenziare la presenza di granuli silicatici sporgenti (affioranti dall’intonaco) su cui lo strato pittorico, causa la superficie liscia, non riesce a fare presa in modo ottimale.
Fotografia con microcamera Dino-Lite Digital Microscope (60x).
La corretta lettura dei dipinti era disturbata dalla presenza sulla superficie di piccole e regolari macchie scure rotondeggianti (degrado a macchia di leopardo) sparse in modo piuttosto omogeneo sui dipinti delle volte e del bacino. Subito si è pensato ad un attacco biologico. Grazie alle macrofotografie prima, e alle analisi chimico-fisiche poi, si è escluso il degrado biologico; come si vede chiaramente dalle foto le zone scure sono interessate da una crettatura particolare, che con il passare del tempo ha favorito l’adesione della polvere e dei residui di combustione scuri. Questo è probabilmente legato alla picchiettatura effettuata sull’intonaco precedente, risalente al 1700 circa (prima fase di costruzione del Duomo). La differente dilatazione termica dei materiali ha generato, in queste zone, una crettatura differenziata della superficie pittorica.
Le indagini in questa zona dell’opera pittorica riguardano una curiosa alterazione «a macchia di leopardo» diffusa sulla superficie, caratterizzata appunto dalla presenza di piccole aree scure, subarrotondate e di dimensioni centimetriche, sparse in modo piuttosto omogeneo. La microfotografia evidenzia come la superficie pittorica sia fittamente screpolata (crettata) proprio in corrispondenza della macchie scure, ad indicare che le fratture superficiali favoriscono l’adesione della polvere e dei residui di combustione scuri.
Fotografia con microcamera Dino-Lite Digital Microscope (60x).
Uno dei problemi delle superfici dorate e’ individuare agevolmente la differenza tra il processo a foglia d’oro e il processo a meccatura, in cui una foglia d’argento viene stesa e poi ricoperta da una vernice gialla trasparente, a simulare il piu’ nobile metallo.
Nella microfotografia viene messo in evidenza come il colore giallo non sia uniforme, in quanto dovuto a una stesura di vernice piu’ o meno sottile. In alcune zone essa e’ mancante del tutto e traspare il colore metallico dell’argento.
Fotografia con microcamera Dino-Lite Digital Microscope (60x).
Uno dei problemi delle superfici dorate e’ individuare agevolmente la differenza tra il processo a foglia d’oro e il processo a meccatura, in cui una foglia d’argento viene stesa e poi ricoperta da una vernice gialla trasparente, a simulare il piu’ nobile metallo.
Nella microfotografia viene messo in evidenza come il colore giallo non sia uniforme, in quanto dovuto a una stesura di vernice piu’ o meno sottile. In alcune zone essa e’ mancante del tutto e traspare il colore metallico dell’argento.
Fotografia con microcamera Dino-Lite Digital Microscope (60x)
Tassello di pulitura. La fotografia con la microcamera mostra chiaramente la zona di confine del tassello, e come la tecnica di pulitura scelta non crei alcun danno o perdita allo strati pittorico.
Cattedrale di San Donato, Mondovì (CN), immagine acquisita con Fotomicroscopio stereoscopico Leica MZ16 (la barra in alto indica le dimensioni dell’oggetto).
Fotografia del frammento tal e quale, prelevato da una cornice dorata. Si vedono chiaramente gli strati costituenti le superfici dorate; dallo strato più profondo: strato preparatorio in gesso e colla, strato di bolo armeno, lamina di foglia di argento, meccatura.
La microscopia ottica è fondamentale per studiare le stratigrafie. In questo caso il frammento viene inglobato in resina e tagliato e lucidato perpendicolarmente alla superficie.
L’immagine acquisita con Fotomicroscopio stereoscopico Leica MZ16 (la barra in alto indica le dimensioni dell’oggetto).
La foto raffigura il campione in sezione, dove si vede la presenza di uno strato pittorico bianco-giallastro appoggiato su una porzione pittorica grigio-azzurrognola. Al di sotto dello strato pittorico è presente uno strato bianco omogeneo, senza inerti, e lo strato di intonaco di fondo, con grossi inerti.
Immagine acquisita con Fotomicroscopio stereoscopico Leica MZ16 (la barra in alto indica le dimensioni reali dell’oggetto).
Sezione stratigrafica: in questo caso è interessante la stratigrafia: lo strato più esterno è di un blu più intenso di quello più interno, con granuli più fini. All’interno degli strati azzurri sono presenti delle lineazioni di pigmento ocra, e grossi granuli bianchi, costituiti (come verificato dalle analisi chimiche) da accumuli di granuli di bianco di zinco.
Immagine acquisita con Fotomicroscopio stereoscopico Leica MZ16 (la barra in alto indica le dimensioni dell’oggetto).
Fotografia di una scaglia di materiale in stratigrafia: si possono vedere almeno sette diverse stratificazioni. Una base di intonaco con inerti quarzosi, uno strato biancastro omogeneo e senza inerti, due strati pittorici grigi, all’interno del quale si vedono granuli di pigmento blu, nero e rosso, uno strato giallastro, un altro strato biancastro più spesso e un ultimo strato verdastro all’interno del quale si vedono granuli di pigmento di colore diverso.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW): la microscopia elettronica permette di osservare i campioni a un maggiore ingrandimento e di eseguire analisi chimiche puntuali.
La foto SEM in elettroni retrodiffusi (SEM-BSK) evidenzia la struttura del campione con un fondo di intonaco a elementi grossolani millimetrici e uno strato
pittorico superiore, con una netta divisione tra gli strati. Si evidenzia inoltre la netta differenza con la parte sottostante, formata da minuti aghetti di solfato di calcio, gesso, usato come strato preparatorio o imprimitura.
All’interno dello strato pittorico è possibile vedere i diversi granuli di pigmento dispersi nella matrice: i granuli bianchi brillanti sono di bianco di zinco, mentre i granuli neri sono di pigmento nero (nero vegetale o nerofumo), quelli di un grigio intermedio sono di blu oltremare artificiale o di ocre.
dx immagine acquisita con Fotomicroscopio stereoscopico Leica MZ16 (la barra in alto indica le dimensioni dell’oggetto). Sx immagine acquisita con SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Nell’immagine in alto si osserva il materiale prelevato ridotto in sezione, dove si individuano diversi strati di intonaco: uno più profondo, bianco, omogeneo con raro o assente inerte, e uno più superficiale contenente grossi granuli di inerte quarzoso in poca matrice. Sopra questo si può vedere lo strato pittorico blu.
In basso la stessa area di campione fotografa ed esaminata con il microscopio elettronico. In elettroni retrodiffusi si vedono molto più chiaramente gli strati. Sono state condotte analisi su matrice e granuli identificando chiaramente la presenza di un legante a base di calce magnesiaca e di inerti quarzosi in grani millimetrici con subordinato feldspato potassico.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Ad alto ingrandimento è possibile distinguere i granuli di pigmenti diversi anche dalla differente forma, oltre che dalle analisi chimiche.
L’immagine mostra in dettaglio e con maggiore ingrandimento una porzione dell’immagine precedente, evidenziando la forma, la dimensione, e lo stato di aggregazione di alcuni tipi di pigmenti analizzati.
numero1: Ossido di piombo (massicot)
numero 2: Solfato di bario (bianco fisso)
numero 3: verde di arsenico e rame.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Nell’immagine si osserva una porzione dello strato pittorico fotografata ad alto ingrandimento. Si evidenziano dei granuli su cui sono state effettuale le analisi EDS. I granuli grigio chiaro sono di ossido di zinco o bianco di zinco (numero1), i granuli bianco brillante sono di ossido di piombo o massicot (numero 2) e il grigio più scuro (numero 3) è verde di arsenico e rame.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Con l’analisi elementare è possibile indagare i materiali utilizzati nelle opere, come per esempio i pigmenti utilizzati dagli artisti.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Con l’analisi elementare è possibile indagare i materiali utilizzati nelle opere, come per esempio i pigmenti utilizzati dagli artisti.
SEM-EDS Cambridge Stereoscan 360 equipaggiato con microsonda Oxford INCA Energy 200 con Detector Pentafet (SATW).
Con il microscopio elettronico è possibile anche ottenere Mappe composizionali EDS: la compositazione di più mappe EDS per più elementi, scelte opportunamente e codificate con un colore a piacere, permette di ottenere immagini in falsi colori che evidenziano la composizione chimico-mineralogica del campione esaminato. L’immagine sottolinea la diversa distribuzione di carbonato più ricco in calcio o magnesio negli strati di intonaco.
Spettrometro FT-IR Nexus Thermo NICOLET con accessorio ATR.
L’analisi dei materiali è importante per conoscere i leganti pittorici e le cause del degrado. La spettrometria IR è adatta per la conoscenza dei materiali organici e inorganici.
Lo spettro in basso si riferisce all’analisi effettuata sul campione prelevato, quelli in alto sono gli standard.
Le analisi condotte sul campione hanno evidenziato la presenza di catene idrocarburiche ad elevato peso molecolare, indicate dai due picchi nella zona compresa tra 2800 e 3000 cm-1 e tipici delle cere, che presentano anche il picco a ~1740 cm-1; Le sostanze organiche assimilabili a gomme o essudati vegetali sono indicate dalla larga banda di assorbimento centrata a circa 3300 cm-1, e dalle strette bande attorno a 1630 e 1400 cm-1. Molto importante inoltre la banda centrata a 1080 cm-1, che a volte può essere interferita dai silicati.
